EX PROVINCIA DI CARBONIA IGLESIAS
LAVORI SUL “PONTE S.P. 105 PER BUGGERRU SEZ. 2. SUL RIO MANNU DI FLUMINIMAGGIORE”
PROGETTO PRELIMINARE
ALL. A – RELAZIONE TECNICO-ILLUSTRATIVA
PROGETTAZIONE:
TEC MED INGEGNERIA S.r.l.
Sede legale:
via Marche, 22 09127 CAGLIARI tel./fax. +39 070 480309 mail: info@tecmedingegneria.it ARCHEOLOGIA:
COMMESSA TEC038/2015 TEAM PROJECT:
dott. ing. Giovanni OGGIANO Direttore Tecnico
ORDINE INGEGNERI PROVINCIA DI CAGLIARI N. 4898
dott. ing. Stefano PONTI Direttore Tecnico
ORDINE INGEGNERI PROVINCIA DI CAGLIARI N. 4899
dott. ing. Maurizio SASSU
INDICE
1. PREMESSA ...2
2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO ...3
3. STUDI, RILIEVI PRELIMINARI E PIANI TERRITORIALI DI RIFERIMENTO ...3
3.1 Inquadramento territoriale del sito in studio ...3
3.2 Aspetti morfologici del tratto in studio – Rilievo stato di fatto ...4
3.3 Strumenti di pianificazione territoriale e vincoli...7
4. DESCRIZIONE OPERE DI PROGETTO ...11
4.1 Dimensionamento ponte ...11
4.2 Schema strutturale ponte ...12
4.3 Principali modalità di esecuzione dell’impalcato ...13
4.4 Materiali impiegati ...14
4.5 Sistemazione alveo in corrispondenza del ponte ...14
4.1 Realizzazione nuova sede stradale ...15
4.2 Fasi costruttive ...15
5. SINTESI ANALISI IDROLOGICA ...16
6. SINTESI ANALISI IDRAULICA ...17
6.1 Modello idraulico di calcolo ...17
6.2 Risultati analisi idraulica ...20
7. VALUTAZIONE DELLA FATTIBILITÀ DEGLI INTERVENTI ...22
8. STIMA DELLE OPERE E TEMPISTICA DEI LAVORI...23
9. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE E ATTIVITÀ PROPEDEUTICHE ALLA PROGETTAZIONE
DEFINITIVA ...23
1. PREMESSA
In data 22/05/2015 la presente Società è stata incaricata dall’Ex Provincia di Carbonia Iglesias per la redazione del progetto preliminare, definitivo, esecutivo, coordinamento sicurezza in fase di progettazione e di esecuzione e direzione lavori sul “Ponte S.P. 105 per Buggerru sez. 2. sul Rio Mannu di Fluminimaggiore”.
L’analisi propedeutica alla definizione degli aspetti tecnici progettuali ha preso in esame il sistema di pianificazione e vincoli esistente sull’area circostante il sito di interesse, individuando le esigenze idrauliche che l’opera deve soddisfare unitamente ai possibili impatti sulle varie componenti ambientali. L’area interessata dal progetto presenta rilevanti problematiche di carattere idraulico connesse al rischio di esondazione, ma anche elementi di interesse ambientale, in particolare nel tratto a valle del ponte in progetto, ricadente in zona SIC (Sito di Interesse Comunitario). Nell’ambito del contesto in cui le opere risultano inserite, il progetto, previa analisi delle componenti geologiche, idrologiche, idrauliche e ambientali dell’area in esame, individua e definisce interventi miranti alla mitigazione del rischio idraulico dell’attraversamento stradale rispetto ad eventi di piena con riferimento a differenti tempi di ritorno. Lo studio idraulico è stato infatti condotto per diversi scenari sia con tempo di ritorno di 200 anni che per portate corrispondenti a TR=500 anni.
L’obiettivo fondamentale del presente Progetto Preliminare è quello di individuare, compatibilmente con il rispetto dell’assetto ambientale e paesaggistico dell’area in cui le opere saranno inserite, gli elementi necessari all’adeguamento di un attraversamento stradale che consenta di raggiungere un adeguato livello di sicurezza nei confronti dello smaltimento delle portare relative ad un tempo di ritorno non inferiore a TR=200 anni (come da prescrizioni NTC 2008).
I contenuti della presente relazione tecnico-illustrativa sono integrati e completati dagli altri elaborati amministrativi e grafici di progetto. Si precisa come l’analisi di fattibilità dell’opera e le caratteristiche e gli elementi tecnici del progetto siano stati definiti principalmente verificando l’eventuale interferenza delle opere con le componenti ambientali e i vincoli esistenti, ma tenendo conto che le opere si riferiscono al rifacimento di un attraversamento già esistente, e in primo luogo mirando a raggiungere un’adeguata mitigazione del rischio idraulico emerso dall’analisi idrologica ed idraulica
2. NORMATIVA DI RIFERIMENTO
Eurocodice 7. Progettazione geotecnica.
Eurocodice 8. Indicazioni progettuali per la resistenza sismica delle strutture.
Norme Tecniche per le Costruzioni 2008 (D.M. 14 gennaio 2008).
Circolare n. 617 del 02/02/2009 – Istruzioni per l'applicazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008.
Norme di attuazione del PAI (Decreto del Presidente della Regione Sardegna n. 35 del 21 marzo 2008).
3. STUDI, RILIEVI PRELIMINARI E PIANI TERRITORIALI DI RIFERIMENTO
3.1 Inquadramento territoriale del sito in studioL’area interessata dal progetto riguarda il tratto del corso del Rio Mannu di Fluminimaggiore in corrispondenza del ponte S.P. 105 per Buggerru sez. 2. L’area, situata nel Comune di Fluminimaggiore (ex Prov. CI) presso il Rio Mannu di Fluminimaggiore, in prossimità della S.P. 105., è individuata nella carta Tecnica Regionale in scala 1:10.000 - SEZ. 546140 – Fluminimaggiore Ovest (ved. Figura 1).
Figura 1 – Area interessata dal progetto (stralcio Carta Tecnica Regionale)
La sezione n° 2 cui si fa riferimento è quella indicata negli studi condotti nel Progetto di piano stralcio delle fasce fluviali (PSFF), come riportato nello schema planimetrico della Figura 2 (rif. “01_ML_002”), coincidente appunto con l’attraversamento stradale nella S.P. 105 per Buggerru.
Figura 2 – Sezioni topografiche lungo il Riu Mannu di Fluminimaggiore (fonte PSFF)
3.2 Aspetti morfologici del tratto in studio – Rilievo stato di fatto
Il territorio è caratterizzato dalla presenza del Rio Mannu di Fluminimaggiore. L’area interessata dal progetto ricade interamente su depositi quaternari dell’olocene, costituiti da sedimenti alluvionali sabbiosi-ghiaiosi. Da un punto di vista fisiografico, l’area ricade su un contesto morfologico pianeggiante tipico delle piane alluvionali. Come risulta dalle considerazioni svolte nell’All. B (Relazione geologica), vista la natura geomorfologica dell’area, non sono presenti situazioni di dissesto potenziale o in atto. Per quanto concerne invece il rischio di esondazione, gli studi effettuati hanno messo in evidenza una zona di potenziale esondazione lungo il corso del Rio Mannu. Le caratteristiche geomorfologiche del Rio Mannu di Fluminimaggiore sono così sintetizzate nel Progetto di piano stralcio delle fasce fluviali (PSFF):
“Il Rio Mannu presenta due tratti ben distinti, posti rispettivamente a monte e a valle del centro abitato di Fluminimaggiore: nel tratto di monte l’alveo si sviluppa vincolato in un fondovalle stretto, inciso tra ripidi versanti rocciosi, con pendenze di fondo elevate e palesa un comportamento tipicamente torrentizio; a valle della confluenza del Riu Bau Porcus (abitato di Fluminimaggiore), l’ambito fluviale si amplia, la pendenza diminuisce, i depositi di materiale si fanno via via più fini, tuttavia l’alveo si mantiene morfologicamente stabile anche se una serie di interventi di regimazione testimoniano la crescente pressione antropica lungo le sponde (centri abitati e reti stradali).”
gabbioni e in massi e muro arginale), con opere di controllo del trasporto di fondo (briglie e/o soglie).
Tali opere non sembrano però garantire una buona efficacia contro gli effetti provocati da fenomeni alluvionali intensi in quanto, realizzate in tempi e modi diversi, sono disomogenee, discontinue e localmente dissestate.
Tra le difese longitudinali censite, numerose hanno la funzione di protezione dei rilevati stradali della statale SS 126 e della provinciale SP 83 da fenomeni erosivi: prima l’una e poi l’altra strada, infatti, percorrono la vallata affiancando alveo e aree golenali del riu Mannu. Tali opere, prevalentemente in massi di cava intasati, sono state realizzate a difesa del rilevato stradale: in particolar modo a monte di Fluminimaggiore, dove la valle è incisa e stretta, il rilevato stradale ha fondazioni in alveo ed è esposto direttamente all’azione della corrente nel corso degli eventi alluvionali più intensi.
A valle della confluenza col rio Bega l’alveo appare, a tratti, regimato: la sezione di deflusso è stata risagomata ed allargata e il profilo di fondo controllato con briglie. La discontinuità e la disomogeneità degli interventi riducono l’efficacia idraulica delle opere realizzate: in particolar modo le difese longitudinali, in massi di cava sciolti, appaiono già fortemente dissestate.
Anche gli argini censiti, realizzati a difesa di aree agricole recuperate all’alveo di piena, appaiono generalmente dissestati, spesso erosi al piede e ricoperti da una rigogliosa vegetazione arbustiva.
Le uniche due traverse esistenti hanno scopo irriguo e sono entrambe in calcestruzzo e senza paratoie mobili: la prima, circa 800 m a monte di Fluminimaggiore, determina un piccolo bacino idrico, mentre la seconda, ubicata nei pressi dell’azienda Petromili, adduce acqua ad un canale di derivazione in destra. (…omissis…) Il corso d’acqua, nel tratto focivo a valle dell’ultimo attraversamento stradale che porta a Portixeddu, oltrepassa le alte dune di sabbia con andamento sinuoso e sfocia in mare tagliando la lunga spiaggia di sabbia bianca. Nel tratto la vegetazione della fascia fluviale è classificata dunale-marina, con rada presenza di arbusti (prevalentemente lentisco e ginepro)”.
Il tratto preso in studio nel presente Progetto Preliminare, interessante una porzione a monte del suddetto attraversamento stradale e la porzione fluviale a valle del ponte, fino al termine dell’arginatura esistente, è risultato caratterizzato, nei rilievi svolti nell’ambito della presente progettazione, da aspetti analoghi a quelli descritti nel PSFF per il tratto a valle della confluenza del Riu Bau Porcus. Nelle fotografie mostrate di seguito, scattate durante i sopralluoghi e i rilievi, si evince il contesto morfologico dell’area di intervento.
Figura 3 – Ponte S.P. 105 per Buggerru
Figura 4 – Fotografie del tratto fluviale in studio a monte dell’attraversamento
Figura 5 – Fotografie del tratto fluviale in studio a valle dell’attraversamento
Figura 6 – Fotografie tratto terminale sbocco a mare (non interessato dagli interventi previsti in progetto)
In tutto il tratto interessato dai lavori previsti nel presente Progetto Preliminare risultano già esistenti opere di infrastrutturazione (ponte da demolire e ricostruire) e opere di arginatura artificiali (rialzi spondali a monte e valle del ponte), ricoperti di vegetazione spontanea in particolare sulle sponde.
Durante il primo sopralluogo effettuato nell’area oggetto del presente progetto, in data 31/03/2015, una parte del tratto fluviale è risultata ripulita da tale vegetazione (ved. Figura 3 e parte superiore Figura 4), mentre in occasione del secondo sopralluogo, avvenuto il 09/06/2015, buona parte della vegetazione risultava essere ricresciuta (ved. parte inferiore Figura 4).
Come si evince dall’analisi predisposta dalla Regione Sardegna (rif. PAI e PSFF), il ponte in oggetto, situato sulla strada provinciale Carbonia Iglesias n.105, che collega l’abitato di Buggerru con il paese di Portixeddu, introduce una criticità idraulica che impedisce il corretto deflusso delle acque. In effetti la struttura, come è evidente dalla Figura 3, presenta non solamente una quota di intradosso dell’impalcato inferiore alla sommità arginale, ma è stata anche realizzata con spalle di appoggio che occupano parte della sezione idraulica di deflusso. Inoltre, la posizione planimetrica del ponte è tale per cui il suo asse longitudinale non interseca ortogonalmente l’asse fluviale, creando un ulteriore ostacolo al deflusso, dovendo la corrente modificare localmente la propria direzione di scorrimento.
3.3 Strumenti di pianificazione territoriale e vincoli
Nell’ambito degli studi conoscitivi propedeutici alla definizione degli elementi tecnici del progetto sono stati presi principalmente in esame il Piano per l’Assetto Idrogeologico della Regione Sardegna (PAI), il Progetto di piano stralcio delle fasce fluviali (PSFF) e il Piano Paesaggistico Regionale (PPR).
Piano di assetto idrogeologico (PAI)
In Figura 7 si riporta lo stralcio del PAI vigente che rappresenta la carta delle aree inondabili relativa all’area in studio. Tale carta definisce la perimetrazione delle aree a rischio idraulico.
Figura 7 – Stralcio PAI, Tav Hi n° 18/29- sub-bacino Sulcis
Piano stralcio delle fasce fluviali (PSFF)
Il sito di interesse rientra, con riferimento al Progetto di piano stralcio delle fasce fluviali, nel Sub Bacino 1 – Sulcis (rif. Figura 8).
Figura 8 – Sub Bacino 1 – Sulcis (fonte: PSFF e cartografia RAS)
Il ponte oggetto di intervento ricade in una zona a Fascia A_2 ed A_50, corrispondenti rispettivamente ad un tempo di ritorno di 2 anni e 50 anni. Di seguito si riporta lo stralcio della carta del PSFF vigente relativa alla zona in studio (ved. Figura 9).
Figura 9 – Stralcio carta PSFF
Piano paesaggistico regionale (PPR)
Il territorio in esame ricade all’interno dei territori costieri, nell’ambito paesaggistico n° 7 – Bacino Metallifero, così come classificato dal PPR adottato con D.G.R. del 24/05/2006 n. 22/3.
Il ponte in progetto si trova a ridosso di un’area costituita da campi e sistemi di spiaggia (Is Compinixius - campo dunale di Buggerru - Portixeddu), e un’area di interesse faunistico. In particolare l’attraverso stradale oggetto del presente Progetto Preliminare è situato ai limiti del sito di interesse comunitario ITB042247 (ved. Figura 10).
Figura 10 – Sito di Interesse Comunitario ITB042247 (fonte: delimitazione zone SIC Rete Natura 2000)
Il territorio comunale di Fluminimaggiore rientra nella perimetrazione del sito di interesse nazionale del Sulcis-Iglesiente-Guspinese, secondo il Decreto Ministeriale del 12 marzo 2003. In Figura 11 si riporta lo stralcio della cartografia del PPR.
Figura 11 – Stralcio cartografia PPR (rif. PPR - Ambito n°7 – Bacino Metallifero – 546 III)
Vincoli archeologici
Come riportato nell’All. F (Relazione archeologica) l’area oggetto di studio non è interessata da vincoli archeologici.
Vincoli idrogeologici (legge 3267/1923)
L’area oggetto di studio non è interessata da vincoli idrogeologici, di cui al Regio Decreto n°
3267/1923.
4. DESCRIZIONE OPERE DI PROGETTO
4.1 Dimensionamento ponteNell’ambito del presente Progetto Preliminare si è proceduto alle verifiche idrauliche necessarie al dimensionamento del ponte per eventi di piena corrispondenti ad un TR=200 anni, congruentemente con le normative vigenti (rif. NTC 2008 di cui al D.M. 14/01/2008). Tale analisi ha portato a stabilire la quota minima dell’intradosso dell’opera di attraversamento a +6.00 m l.m.m., corrispondente ad un franco di sicurezza superiore ad 1 m e comunque superiore all’altezza cinetica della corrente, come richiesto dall’art. 21 delle Norme di attuazione del PAI.
Dopo aver stabilito tale quota, si è proceduto al predimensionamento dell’opera in termini stradali e strutturali. In particolare il ponte in oggetto è atto al transito di carichi stradali di 1a categoria. La struttura è del tipo a travate rettilinee semplicemente appoggiate. Le travi sono del tipo in c.a.p.
prefabbricate e precompresse in stabilimento con armature a fili aderenti. E’ previsto il getto in opera di collegamento dei trasversi e della soletta soprastante in c.a.o..
In Figura 12 è mostrata una sezione del ponte lungo l’asse stradale (asse longitudinale), che mostra lo schema adottato, descritto più in dettaglio nel seguito.
Figura 12 – Sezione tipo longitudinale ponte (sezione 1-1)
4.2 Schema strutturale ponte
Il ponte (L 30 m) è costituito da un impalcato, realizzato con travi prefabbricate in cemento armato precompresso e con una soletta di completamento gettata in opera dello spessore di 25 cm, e da una struttura portante trasversale (le due spalle) così composte:
pali di fondazione;
piastra di fondazione;
setti in calcestruzzo;
trave a cuscino;
paraghiaia;
soletta di transizione.
In Figura 13 è mostrato lo schema planimetrico del ponte, mentre in Figura 14 è mostrata la sezione tipo di progetto.
Figura 13 – Schema planimetrico impalcato
Figura 14 – Sezione tipo di progetto ponte (sezione trasversale)\
4.3 Principali modalità di esecuzione dell’impalcato Modalita' di costruzione dell'impalcato
L'impalcato viene realizzato con travi prefabbricate in c.a.p. e getto in opera di traversi e soletta collaboranti. Le travi sono autoportanti, non necessitano quindi di rompitratta o puntellamento provvisorio durante l'esecuzione dell'impalcato. Si distinguono due fasi successive di lavoro:
prima fase - Le travi semplicemente appoggiate agli estremi resistono da sole al peso proprio ed a quello della soletta gettata in opera;
seconda fase - Il sistema misto travi precompresse e soletta gettata in opera, divenuto solidale dopo la maturazione del calcestruzzo, resiste al peso delle sovrastrutture e dei carichi accidentali.
Modalita' di costruzione delle travi
Le travi vengono costruite in uno stabilimento di prefabbricazione e successivamente trasportate a piè d'opera e varate. Il sistema di precompressione è del tipo a fili aderenti. I trefoli che costituiscono l'armatura di precompressione vengono tesati. Disposta l'armatura lenta per gli sforzi di taglio (staffe), ultimata la tesatura e fissata la casseratura, si procede al getto del calcestruzzo. La maturazione del calcestruzzo avviene con ciclo termico a vapore opportunamente tarato in funzione del mix-design e della resistenza Rck che è richiesta al momento del taglio dei trefoli. Una volta raggiunta la resistenza Rck si procede all'allentamento delle armature di precompressione ed allo stoccaggio del manufatto.
4.4 Materiali impiegati
Acciaio B450C
Calcestruzzo: classe C30/37 (Rck minima 37 N/mm²)
In riferimento alla durabilità, sono state prescritte le caratteristiche che dovrà avere il calcestruzzo in opera affinché sia garantita una buona conservazione del materiale e un’adeguata protezione delle armature. In base alle norme vigenti è stata identificata la classe d’esposizione – classe XS1 (corrosione indotta da cloruri presenti nell’acqua di mare) – e sono stati definiti i requisiti per il calcestruzzo e lo spessore minimo del copriferro (3 cm).
4.5 Sistemazione alveo in corrispondenza del ponte
Per via degli elevati valori di velocità della corrente in condizioni di piena si prevede una rettifica e una protezione spondale nella porzione d’alveo in corrispondenza dell’opera strutturale per un tratto di lunghezza complessiva pari a 25 m. Tale protezione localizzata (ved. Figura 15) sarà realizzata
alcuna soluzione di continuità nella percezione visiva del contesto stesso. Entrambe le sponde del tratto regolarizzato avranno pendenza massima pari a 2 su 3, e il rilevato arginale esistente dovrà essere ricaricato in modo da raggiungere una quota in sommità non inferiore a +6.50 m da quota fondo alveo in tutti i punti del medesimo tratto, ed una larghezza in testa non inferiore a 4.00 m.
Figura 15 – Sezione tipo regolarizzazione alveo (tratto L=25 m in corrispondenza del ponte)
4.1 Realizzazione nuova sede stradale
Ai fini della demolizione e ricostruzione del nuovo ponte occorrerà provvedere preliminarmente alla demolizione e totale e asportazione della pavimentazione stradale di un tratto della SP105, necessaria per consentire il raccordo della strada al nuovo ponte in progetto. Successivamente alla realizzazione del nuovo ponte secondo le caratteristiche descritte sopra, si procederà alla realizzazione della nuova sede stradale per una lunghezza complessiva pari a circa 100 m, comprendente il ponte e i tratti di raccordo a monte e valle. Il tutto sarà completato dal fissaggio di barriere in acciaio e di guard rail rispondenti ai requisiti imposti dalla normativa vigente, e dalla realizzazione di adeguata segnaletica stradale (orizzontale e verticale), con l’impiego di vernice spartitraffico rifrangente di colore bianco, e da cartellonistica posizionata su tubolari di sostegno.
4.2 Fasi costruttive
Le principali fasi costruttive previste per la realizzazione degli interventi compresi nel presente progetto sono:
1. demolizione stradale per tutto il tratto di raccordo a monte e a valle dell’opera;
2. demolizione del ponte esistente in modo controllato;
3. realizzazione degli scavi per le opere di fondazione e sostegno del nuovo ponte;
4. realizzazione delle fondazioni indirette delle spalle di appoggio (pali trivellati);
5. realizzazione delle due spalle in conglomerato cementizio armato;
6. sistemazione alveo in corrispondenza dell’opera strutturale per un tratto di lunghezza pari a circa 25 m.
7. posa in opera delle travi prefabbricate;
8. getto dei traversi;
9. getto della soletta;
10. realizzazione delle finiture e ultimazione della sede stradale;
5. SINTESI ANALISI IDROLOGICA
Nell’ambito del presente progetto, preliminarmente all’analisi idraulica è stata effettuata un’analisi idrologica, come descritto in dettaglio nell’allegato D. Tale analisi idrologica è stata basata sull’elaborazione dei dati pluviometrici forniti dalla stazione di misura delle piogge di Iglesias, di proprietà dell’ARPAS, che pur non facente parte del bacino idrologico in esame, è risultata la più prossima alla zona con disponibilità di registrazioni pluviometriche recenti. Per tale stazione sono disponibili le misurazioni acquisite nel periodo compreso dal 1998 al 2015 (i dati pluviometrici relativi al 2015 non sono stati utilizzati nelle elaborazioni poiché non rappresentativi dell’intero anno solare).
In particolare si sono utilizzati i seguenti dati:
- valori massimi annuali di precipitazione per le durate di 10, 20, e 30 minuti dal 1998 al 2014 (precipitazioni di breve durata);
- valori massimi annuali di precipitazione per le durate di 1, 3, 6, 12, 24 e 48 ore dal 1998 al 2014 (precipitazioni di durata oraria).
Il calcolo di stima della portata di piena del corso d’acqua nella sezione considerata è stato poi effettuato, sulla base dei dati acquisiti, applicando il metodo cinematico e d’inviluppo e confrontando poi i valori ottenuti con quanto riportato negli studi di pianificazione esistente (rif. PAI e PSFF).
I valori di portata al colmo così ricavati sono riassunti nella tabella seguente insieme a quelli relativi agli studi condotti dal PSFF della Regione Sardegna:
Tr Qmax (m3/s)
Giandotti Pasini Pezzoli PSFF Mele
200 175.2 207 395 376
500 189.2 228 439 449 268
Come si evince, il metodo TCEV fornisce valori di portata paragonabili all’applicazione del metodo cinematico con la formula di Pezzoli e superiori a quanto ricavato con l’applicazione di altre relazioni empiriche o a deduzione sperimentale. Si sceglie di considerare quali portate di riferimento per le analisi idrauliche quelle derivante dallo studio predisposto dalla Regione Sardegna per il Piano Stralcio Delle Fasce Fluviali (PSFF), potendo il metodo citato vantare il fatto di utilizzare parametri ed informazioni locali maggiormente rappresentative della zone (quali l’uso del suolo, la geologia, etc.).
Oltretutto, rispetto agli altri metodi di calcolo, fornisce valori al colmo maggiormente cautelativi.
6. SINTESI ANALISI IDRAULICA
Di seguito si riporta una sintesi delle analisi idrauliche svolte nell’ambito del Progetto Preliminare del ponte in oggetto, rimandando all’All. E per ulteriori dettagli. Nel paragrafo 6.1 è descritto il modello di calcolo idraulico mentre nel paragrafo 6.2 è riportata una sintesi dei risultati ottenuti.
6.1 Modello idraulico di calcolo
Per le verifiche idrauliche della rete si è scelto di implementare un modello numerico idraulico monodimensionale del tratto terminale del corso d’acqua utilizzando il noto software Hec-Ras (River Analysis System) sviluppato dall’U.S. Army Corps of Engineers - Hydrologic Engineering Center.
Le simulazioni sono state eseguite in moto permanente, considerando le portate con tempo di ritorno di 200 e 500 anni (Tabella 1).
Tr (anni)
Q (m3/s)
200 376
500 449
Tabella 1 – Portate estreme del Rio Mannu di Fluminimaggiore in corrispondenza del ponte stradale sulla SP105
Congruentemente con quanto contenuto nel Progetto di Piano stralcio delle fasce fluviali, l’innalzamento del livello del mare in condizioni di tempesta considerato come condizione al contorno di valle nelle simulazioni idrauliche è stato posto cautelativamente pari a +1.80 m l.m.m. In tutte le simulazione eseguite si osserva tuttavia come si instaurino profili di corrente lenta governati da valle. Nella sezione 1, in cui termina il rilevato arginale ed il deflusso risulta non confinato, si instaura una sezione critica della corrente con il livello idrico pari all’altezza critica che risulta essere sempre superiore alla quota massima raggiunta dal livello del mare sia per la portata duecentennale
che per quella cinquecentennale. Il livello a monte non risulta perciò influenzato dall’escursione di livello assunta come condizione al contorno di progetto.
Nell’analisi, con riferimento alle sezioni del modello mostrate in Figura 16, sono stati considerati i seguenti scenari:
- Scenario 1: Stato attuale.
Tale scenario rispecchia il comportamento idraulico del corso d’acqua allo stato attuale.
- Scenario 2: Stato attuale del corso d’acqua con inserimento del ponte di progetto.
Tale scenario prevede la sostituzione del ponte attuale con il ponte di progetto avente quota di intradosso pari a +6.00 m l.m.m.. Le sezioni dell’alveo sono state rettificate per un tratto di 25.00 m in corrispondenza della struttura con la creazione di una sezione trapezia di base 9.00 m, altezza 6.00 m e sponda con pendenza 3H:2V.
- Scenario 3: Stato attuale del corso d’acqua con pulizia e manutenzione ottimale dell’alveo e delle sponde e inserimento del ponte di progetto.
Tale scenario prevede la sostituzione del ponte attuale con il ponte di progetto con quota di intradosso pari a +6.00 m l.m.m. Le sezioni dell’alveo sono state rettificate per un tratto di 25.00 m in corrispondenza della struttura con la creazione di una sezione trapezia di base 9.00 m, altezza 6.00 m e sponda con pendenza 3H:2V. L’alveo del corso d’acqua è inoltre, dalla sezione terminale del modello di calcolo e fino a 250.00 m a monte di essa, libero da vegetazione (arbusti, rami, etc.) che riduca la capacità di deflusso della corrente.
- Scenario 4: Le sezioni del corso d’acqua sono state rettificate ipotizzando una sezione trapezia di base 9.00 m, altezza pari a 6.00 m e sponda con pendenza 3H:2V. La pendenza del fondo è costante e pari a 0.0027 a partire da 250.00 m dal tratto terminale e fino a quest’ultima. L’alveo del corso d’acqua è inoltre considerato libero da vegetazione (arbusti, rami, etc.) che riduca la capacità di deflusso della corrente. Il ponte di progetto prevede una quota di intradosso pari a +6.00 m l.m.m..
- Scenario 5: Le sezioni del corso d’acqua sono state rettificate ipotizzando una sezione trapezia di base 9.00 m, altezza pari a 6.50 m e sponda con pendenza 3H:2V. La pendenza del fondo è costante e pari a 0.0027 a partire da 250.00 m dal tratto terminale e fino a quest’ultima. L’alveo del corso d’acqua è inoltre considerato libero da vegetazione (arbusti, rami, etc.) che riduca la capacità di deflusso della corrente. Il ponte di progetto prevede una quota di intradosso pari a
Figura 16 – Planimetria del modello HEC-RAS di calcolo idraulico
La situazione di progetto sulla base della quale è stato dimensionato l’attraversamento stradale del presente Progetto Preliminare corrisponde allo scenario 3, in cui oltre all’inserimento del ponte con quota dell’intradosso posta a +6.00 m l.m.m. si è prevista una rettifica delle sezioni dell’alveo per un tratto pari a 25.00 m in corrispondenza della stessa struttura e la completa pulizia dell’alveo. La condizione di progetto prevede dunque che, per il rispetto delle condizioni di deflusso individuate nelle verifiche idrauliche, l’alveo risulti libero da vegetazione (arbusti, rami, etc.).
Nelle verifiche corrispondenti a tale scenario è stata considerata la configurazione degli argini dedotta dai rilievi dello stato di fatto, ma è stata posta a favore di sicurezza la condizione di argini non esondabili. Tale condizione risulta infatti più restrittiva nella verifica idraulica del dimensionamento del ponte, in corrispondenza del quale arriva tutta la portata che in realtà non riuscirebbe a transitare nelle sezioni a valle, idraulicamente insufficienti. In sostanza il dimensionamento idraulico del ponte è stato condotto considerando non solo le condizioni attuali del corso d’acqua, ma anche ipotizzando una condizione cautelativa di medio-lungo termine.
Gli scenari 4 e 5 compendiano invece ipotesi di sistemazione futura non previste nel presente Progetto. Tali scenari sono stati inclusi nell’analisi idraulica per individuare le eventuali condizioni di deflusso che sarebbe possibile raggiungere in caso di regolarizzazione e sistemazione di tutto il tratto fluviale preso in studio. In tali scenari di eventuale sviluppo futuro si evidenziano sostanziali incrementi del franco di sicurezza anche in corrispondenza del ponte di progetto (ved. Tabella 2 e Tabella 3).
6.2 Risultati analisi idraulica
Come è possibile osservare dai dati numerici ottenuti nell’analisi idraulica e sintetizzati in Tabella 2 e Tabella 3, la situazione attuale è chiaramente inadeguata per eventi di piena del corso d’acqua (scenario 1). La geometria del corso d’acqua non è in grado di far transitare né la portata con tempo di ritorno pari a 200 anni, né quella relativa al tempo di ritorno di 500 anni. È necessario evidenziare come il modello, qualora le sezioni siano insufficienti dal punto di vista idraulico, non contempli diminuzioni di portata per esondazione dagli argini, ma la consideri costante in ciascuna sezione del corso d’acqua. In corrispondenza del ponte l’impalcato viene così completamente investito dalla corrente in entrambi i casi analizzati, anche se fisicamente si verificheranno esondazioni e conseguenti allagamenti a monte di esso (come peraltro illustrato nella già citato Progetto Di Piano Stralcio Delle Fasce Fluviali), diminuendo così la portata da monte verso valle. In ogni caso la struttura di attraversamento viaria attuale risulta del tutto inadeguata al superamento del corso d’acqua, sia per la quota di intradosso dell’impalcato, sia per l’ingombro delle spalle di appoggio che riducono notevolmente la sezione di deflusso delle acque.
La demolizione e ricostruzione di un nuovo ponte con intradosso a quota +6.00 m l.m.m. risulta adeguata al transito della corrente purché si provveda alla regolare pulizia del corso d’acqua al fine di ridurre la scabrezza e facilitare il deflusso delle acque. Tuttavia gli argini si dimostrano insufficienti al transito delle portate considerate e si verificheranno fenomeni di esondazione delle acque (scenario 3).
Un significativo miglioramento si otterrebbe rettificando gli ultimi 250 metri del corso d’acqua introducendo una sezione trapezia con base 9.00 m, altezza 6.00 m dal fondo, pendenza sponde 3H:2V ed una pendenza regolare dello 0.0027 (scenario 4). In tal caso la portata duecentennale risulta sempre contenuta entro la sezione d’alveo mentre la quota idrica raggiunta da quella
Un incremento delle sezioni con un’altezza pari a 6.50 m dal fondo (scenario 5) garantirebbe il contenimento della portata entro il corpo arginale. Negli ultimi due casi (scenario 4 e scenario 5), il ponte con intradosso a quota +6.00 m l.m.m. risulta garantire il normale deflusso delle acque.
quota intradosso impalcato
quota pelo libero
franco
idraulico Note
scenario 1 - Tr200
4.01 7.37 -
Sezioni idrauliche del corso d’acqua insufficienti e ponte
non adeguato scenario 2 -
Tr200
6.00 6.09 -
Sezioni idrauliche del corso d’acqua insufficienti e ponte
non adeguato scenario 3 -
Tr200
6.00 4.94 1.06
Sezioni idrauliche del corso d’acqua insufficienti e ponte
adeguato scenario 4 -
Tr200
6.00 4.65 1.35
Sezioni idrauliche del corso d’acqua insufficienti e ponte
adeguato scenario 5 -
Tr200 6.00 4.65 1.35 Sezioni idrauliche e ponte
adeguati Tabella 2 – Franco idraulico per gli scenari considerati per la portata Tr200
quota intradosso impalcato
quota pelo libero
franco
idraulico Note
scenario 1 - Tr500
4.01 7.89 -
Sezioni idrauliche del corso d’acqua insufficienti e ponte
non adeguato scenario 2 -
Tr500
6.00 7.31 -
Sezioni idrauliche del corso d’acqua insufficienti e ponte
non adeguato scenario 3 -
Tr500
6.00 5.39 0.61
Sezioni idrauliche del corso d’acqua insufficienti e ponte
adeguato scenario 4 –
Tr500
6.00 5.14 0.86
Sezioni idrauliche del corso d’acqua insufficienti e ponte
adeguato scenario 5 –
Tr500 6.00 5.14 0.86 Sezioni idrauliche e ponte
adeguati Tabella 3 – Franco idraulico per gli scenari considerati per la portata Tr500
E’ essenziale notare come la corretta pulizia e manutenzione del corso d’acqua sia di fondamentale importanza sia per la verifica del franco idraulico in corrispondenza della struttura, sia per evitare
pericolosi fenomeni di allagamento dovuti al superamento, da parte della corrente fluida, della quota arginale.
Lo scenario 5 presenta ovviamente le condizioni più favorevoli per il deflusso delle acque, avendo incrementato la quota di sommità arginale e potendo contenere tutta la portata entro la sede propria del corso d’acqua.
Osservando inoltre i valori di velocità della corrente, si osserva come le velocità siano sempre molto elevate. E’ stato per questo ritenuto necessario prevedere protezioni a difesa dell’erosione con massi ciclopici, per lo meno in corrispondenza del ponte, al fine di evitare fenomeni di erosione localizzata e perciò possibili danni all’infrastruttura viaria. Tale sistemazione non è stata esteso per il tratto fluviale più a monte, pur presentando le stesse problematiche, per la limitatezza dei fondi a disposizione.
7. VALUTAZIONE DELLA FATTIBILITÀ DEGLI INTERVENTI
Dall’analisi delle criticità del territorio in cui è compresa l’area in esame e sulla base degli elementi progettuali proposti nel presente Progetto Preliminare si può desumere come non siano rilevabili significativi fattori di potenziale impatto sull’ambiente, a meno delle operazioni di scavo e demolizione del ponte esistente, localizzate e interessanti una porzione del territorio in cui sono già presenti opere di infrastrutturazione e arginature artificiali. Tali eventuali modesti impatti risultano transitori e non associabili ad alcun tipo di interferenza di medio o lungo termine. I potenziali impatti a carico dell’assetto idrogeologico derivanti dalla realizzazione del progetto e nell’ipotesi di eventuali interventi futuri sono stati presi in considerazione durante lo sviluppo della progettazione ed analizzati con l’ausilio di specifica modellistica numerica, in modo da verificare che il layout proposto non determini impatti negativi ma anzi una notevole mitigazione del rischio idraulico riscontrato durante l’analisi dello stato di fatto.
Nello sviluppo dei layout progettuali si è tenuto conto delle considerazioni svolte negli strumenti di pianificazione territoriale. La verifica della compatibilità ambientale degli interventi proposti, nel caso del sito in studio, è riconducibile ad un raffronto tra interventi previsti e stato attuale, considerando che in relazione a tale aspetto le uniche modifiche dello stato di progetto nei confronti dell’assetto attuale sono rappresentate dall’ampliamento del ponte, dal suo innalzamento rispetto al livello
idraulica dell’opera. La soluzione progettuale non si discosta dunque in termini paesaggistici dallo stato attuale, e non comporta modifiche dell’assetto ambientale dirette o indirette in un significativo intorno dell’area di interesse. Nel caso in studio non si individuano inoltre modificazioni dell’assetto percettivo, scenico e panoramico né modificazioni della morfologia territoriale. Le modificazioni relative alla struttura del ponte e ai tratti fluviali a monte e valle costituiscono un elemento di riqualificazione paesaggistica, ambientale e di riassetto dell’area oggetto di studio. Si prevede infatti un ampliamento della sezione idraulica con l’inserimento delle spalle di sostegno del ponte nella parte interna degli argini, non più a vista, e con l’innalzamento dell’impalcato per il raggiungimento dei livelli di sicurezza idraulica indicati nella relazione idraulica allegata al presente progetto. La regolarizzazione delle sezioni dell’alveo è anch’essa finalizzata al miglioramento delle condizioni di deflusso ed è prevista con caratteristiche tali da garantire continuità con le componenti paesaggistiche e ambientali del contesto in cui l’opera è inserita.
8. STIMA DELLE OPERE E TEMPISTICA DEI LAVORI
L’importo complessivo per la realizzazione delle opere previste nel presente progetto è pari a 939'390 €, di cui 34'390 € oneri per la sicurezza non soggetti a ribasso d’asta (rif. All. L e All. M).
Il tempo stimato per la realizzazione dei lavori è pari a 150 giorni naturali e consecutivi.
9. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE E ATTIVITÀ PROPEDEUTICHE ALLA
PROGETTAZIONE DEFINITIVA
Dalle valutazioni preliminari svolte si evince che le opere in progetto saranno attestate in litotipi incoerenti (rif. All. C – Relazione geotecnica).
Propedeuticamente alla Progettazione Definitiva occorrerà effettuare delle indagini geognostiche di dettaglio finalizzate alla definizione del modello geotecnico di progetto da porre a base delle verifiche geotecniche e strutturali secondo quanto definito nelle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14/01/2008 e nella Circolare n. 617 del 02/02/2009 (Istruzioni per l'applicazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio 2008).
A tal fine è stato predisposto, nel presente Progetto Preliminare, un piano di indagini geognostiche in corrispondenza dell’area interessata dalle opere di fondazione. Le indagini sono finalizzate alla ricostruzione della stratigrafia, alla verifica della presenza di un’eventuale falda acquifera e alla determinazione delle caratteristiche geomeccaniche dei terreni di fondazione delle opere in progetto. L’indagine geotecnica è stata programmata in funzione del tipo di intervento ed interesserà un volume significativo di sottosuolo, così da permettere la definizione del modello geotecnico, al
fine di una razionale progettazione delle opere. I punti di indagine sono stati ubicati tenendo conto della planimetria di progetto. La descrizione analitica delle indagini è riportata nell’All. C. L’ubicazione esatta dei sondaggi geognostici e delle analisi in situ è riportata nell’allegato 2 dell’All. C e nella seguente Figura 17.
Figura 17 – Ubicazione indagini geognostiche e analisi in situ
